物理化学

化学

【大学の物理化学】分配関数を用いた熱力学量の統計学的表現について、わかりやすく解説!

統計力学で扱う分配関数は、熱力学的にも重要な意味を持ちます。単に存在確率の分母となるだけでなく、エネルギーやエントロピーを引き出すための情報を含んでいます。この記事では、いかにして分配関数から熱力学量を求めるのかをわかりやすく解説しています。
化学

【大学の物理化学】物理的、化学的変化にともなうギブズエネルギーの変化について、わかりやすく解説!

可逆変化ではギブズエネルギーは変化せず、不可逆変化でギブズエネルギーは減少するというのが、自発的な変化の方向です。これは、あらゆる化学的、物理的変化にもいうことができます。例えば、氷のギブズエネルギーが水の値より大きくなったときに融解が起こるといった感じです。この記事では、そんなギブズエネルギー変化について、基本的なことをわかりやすくまとめてみました!
化学

【大学の物理化学】熱力学基本式、マクスウェルの関係式、ギブズ-ヘルムホルツの式の導出について、わかりやすく解説!

均一な組成をもつ閉鎖系、すなわち外界と物質のやり取りをしない系において、内部エネルギーの微小変化は、エントロピーと体積を変数とした関数の全微分として与えられます。また、そこからエンタルピーや自由エネルギーの基本式や各状態量の関係を表すマクスウェルの関係式を導くことができます。
化学

【大学の物理化学】ヘルムホルツエネルギーとギブズエネルギーの意味について、わかりやすく解説!

ヘルムホルツエネルギーとギブズエネルギーは、変化の自発性を状態量だけで議論するために、便宜上定義された状態量です。また、系になされた仕事の最大値を示す量でもあります。この記事では、これら2つの自由エネルギーの意味について、わかりやすく解説しています!
化学

【大学の物理化学】分子間相互作用を表すレナード-ジョーンズポテンシャルの意味について、わかりやすく解説!

レナード-ジョーンズポテンシャルは、斥力相互作用ポテンシャルが距離の-12乗、引力相互作用のポテンシャルが距離の-6乗に比例するとしたモデルで、分子動力学(MD)シミュレーションでよく見かけられます。この記事では、なぜその距離依存性になるのか、どんなことが無視されているのかというのを、丁寧に解説しています。ぜひ見てください!
化学

【大学の物理化学】熱力学第三法則の意味と例外について、わかりやすく解説!

熱力学第三法則は、絶対零度におけるエントロピーの値に関する法則です。本来、変化の自発性に関係するのは、あくまでエントロピーの変化量だけですが、この法則によりエントロピーの絶対値を決めることができます。
化学

【大学の物理化学】等温変化、定圧変化、定積変化に伴うエントロピーの変化について、わかりやすく解説!

散逸の度合いを表す状態量であるエントロピーの変化量は、どのようにして求められるのでしょうか?この記事では、理想気体の等温変化、定圧変化、定積変化について、エントロピーの変化量の求め方を解説しています。また、熱の出入りがなくとも、混合によりエントロピーの増大が起こることも説明します。
化学

【大学の物理化学】ボルツマンの式(原理)の導出過程を丁寧に解説!

変化の自発性を議論するために用いられるのは、あくまでエントロピーの変化です。しかし、統計による考察からエントロピーの絶対値を考えることができます。この記事では、エントロピーの統計的な定義となるボルツマンの式を導出します!
化学

【大学の物理化学】熱力学第二法則、エントロピー変化と自発性の関係(クラウジウスの不等式、エントロピー増大則)について、わかりやすく解説!

自然に起こる現象には方向性があり、無秩序、均一になるように変化していきます。これが熱力学第二法則です。この記事では、熱力学第二法則の具体例や表現方法、そしてエントロピーという新しい状態量の法則について、まとめました!
化学

【大学の物理化学】ジュール-トムソン効果の分子論的起源、実験方法について、丁寧に解説!

等エンタルピー変化により温度が変化する現象をジュール-トムソン効果と言います。エンタルピー一定条件の変化とはどういうもので、どのような温度の変化をするのか、わかりやすく解説しています。
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